Frage zu Chemie?
was sind die Eigenschaften von Grenzformeln?
ich komme damit immer durcheinander.
also wenn etw. nicht geladen ist, dann ist es stabil, aber energetisch ungünstig?
und wenn etwas viele Ladungen hat, dann ist es instabil, aber energetisch günstig??
ist es so?? falls nicht, gibt es eine Eselsbrücke, wie man sich das richtige merken kann:(
1 Antwort
Nein. Mesomere Grenzformeln geben jeweils eine Grenzstruktur an, ein Extrem, wenn man so will, dabei liegt die tatsächliche Elektronenverteilung irgendwo zwischen allen Grenzformeln. Bsp.: Nitrat
Wie du sehen kannst, kann die Doppelbindung im Grenzfall jeweils einem der drei Sauerstoffatome zugerechnet werden, während die beiden anderen einfach negativ geladen sind. Aber wie gesagt, das sind Grenzformeln. Um zu zeigen, dass diese Doppelbindung eben nicht einem Sauerstoffatom zugerechnet werden kann, sondern allen zu gleichen Teilen (je 1/3) gehört, kann man daher auch die "gestrichelte Bindung"-Schreibweise nutzen, um anzudeuten, dass es sich dabei nicht um eine echte klassische kovalente Bindung, sondern um ein Zwischending handelt. Für Nitrat wäre das:
Je mehr mesomere Grenzstrukturen ein Molekül hat, also je mehr verschiedene Verteilungs-Möglichkeiten die Elektronen haben, desto stabiler ist dabei das Molekül, was einleuchtet, weil dadurch die lokale Ladungsdichte im Mittel abnimmt, was den kovalenten Bindungscharakter stärkt. Dabei müssen allerdings nicht alle Elektronenverteilungen immer gleichberechtigt sein.
Jetzt zum anderen Teil der Frage:
Formalladungen werden genutzt um zu zeigen, dass ein Atom tendenziell eher positiv oder negativ geladen ist. Wie du oben sehen kannst ist zum Beispiel das Stickstoffatom des Nitrats tendenziell positiver geladen als es im Normalzustand wäre, weil seine Elektronen von den drei Sauerstoffatomen in der Bindung viel stärker angezogen werden als vom Stickstoffatom, was man gut an den unterschiedlichen Elektronegativitätswerten sehen kann.
Nach Linus Pauling (einem der Götter der Chemie ) ist die Struktur mit den wenigsten Formalladungen am wahrscheinlichsten, was einleuchtet, da statistisch gesehen eine homogene Elektronenverteilung wahrscheinlicher ist als eine ungleichmäßige. Allerdings weiß man mittlerweile, dass diese Regel nicht immer stimmt. So konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass die klassische Schwefelsäurestruktur mit zwei Doppelbindungen weniger gut zur Realität passt als die heute bevorzugte Struktur, bei der der Schwefel eine zweifach positive Formalladung annimmt (die O-S-Bindungen sind zu lang für Doppelbindungen):
